JP2008021072A - Photographic system, photographic device and collation device using the same, and photographic method - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明は、主に被写体の顔画像を用いて、被写体の個人認証を行う照合装置に関し、さらに詳しくは、照合装置の登録画像群を撮影する撮影システム、撮影装置およびそれを用いた照合装置ならびに撮影方法に関する。 The present invention relates to a collation device that performs personal authentication of a subject mainly using a face image of the subject. More specifically, the present invention relates to a photographing system for photographing a registered image group of the collation device, a photographing device, and a collation device using the same. It relates to the shooting method.
近年、入退出管理装置や個人情報などの重要な情報が記憶された情報装置など、高いセキュリティ性が求められる装置におけるアクセス時の本人認証の方法として、人体の指紋、虹彩、眼底血管、顔の特徴、手や腕の血管パターンなど、その被認証者固有の情報、いわゆるバイオメトリクス情報を用いた様々な認証方法が実用化されてきている。 In recent years, as a method of personal authentication at the time of access in devices requiring high security, such as entry / exit management devices and information devices storing important information such as personal information, human body fingerprints, irises, fundus blood vessels, facial Various authentication methods using information unique to the person to be authenticated, such as features, blood vessel patterns of hands and arms, so-called biometric information, have been put into practical use.
その中でも、使い勝手の良さや信頼性の高さなどから、顔の特徴点などを用いてあらかじめ登録された顔画像(以下、このような画像のことを登録画像と記す)と、入力された顔画像(以下、このような画像のことを入力画像と記す)とを比較照合して、互いにその特徴が一致すると判定された場合に、入力画像に対応する者が、あらかじめ登録された者であると認証する技術、いわゆる顔照合技術が広く実用化されてきている。 Among them, for ease of use and high reliability, face images registered in advance using facial feature points (hereinafter referred to as registered images) and input faces The person corresponding to the input image is a person who has been registered in advance when the image (hereinafter, such an image is referred to as an input image) is compared and collated and it is determined that the features match each other. And so-called face matching technology have been widely put into practical use.
このような顔照合技術においては、登録画像の撮影時と、入力画像の撮影時とにおける、光源の配置などの撮影条件の違いによって、画像中に発生する陰影が異なってしまうことがあり、この登録画像の有する陰影と、入力画像が有する陰影との違いが、画像同士を比較照合する際に、正しい照合を行うことの妨げとなってきていた。 In such face matching technology, the shadows that occur in the image may differ depending on the shooting conditions such as the arrangement of the light source when the registered image is shot and when the input image is shot. The difference between the shadow of the registered image and the shadow of the input image has hindered correct collation when comparing and collating the images.
このような課題を解決するために、例えば、あらかじめ、登録画像の撮影時の撮影条件と同じ条件で入力画像の撮影を行うことにより、この陰影の違いを除去しようとする技術が提案されてきている(例えば、特許文献1を参照)。 In order to solve such a problem, for example, a technique has been proposed in which the difference in shading is removed in advance by capturing an input image under the same conditions as those for capturing a registered image. (For example, refer to Patent Document 1).
また、あらかじめ、様々な撮影条件において、異なる陰影を有する複数の登録画像を撮影し、これら複数の登録画像を登録画像群として記憶部に記憶しておくことにより、入力画像の撮影条件に関わらず、正しく比較照合を行うことのできる技術が提案されてきている(例えば、特許文献2を参照)。
しかしながら、前述したような技術においては、様々な陰影を有する登録画像群を撮影するために、アレイ状の複数の光源を用いたり、やぐら状の架台上に複数の光源を設けたりして、これら複数の光源を順次点灯させて陰影の異なる登録画像群を撮影したり、マニピュレータを用いて光源を移動させながら順次陰影の異なる登録画像群を撮影するなど、装置構成が複雑になってしまい、コスト高を招くとともに、被写体に非常に圧迫感を与える可能性が高い装置構成が必要となっていた。 However, in the technique as described above, in order to capture a registered image group having various shadows, a plurality of light sources in an array shape are used, or a plurality of light sources are provided on a tower-like frame. The device configuration becomes complicated, such as shooting a group of registered images with different shadows by turning on multiple light sources sequentially, or shooting a group of registered images with different shadows while moving the light source using a manipulator. There has been a need for an apparatus configuration that can increase the height and that is highly likely to cause a subject to feel very tight.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、簡易な装置構成で、被写体に対して圧迫感を与えず、自然に登録画像群などの画像群を撮影することのできる撮影システム、撮影装置およびそれを用いた照合装置ならびに撮影方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and has a simple apparatus configuration and can capture an image group such as a registered image group naturally without giving a sense of pressure to a subject. An object is to provide a photographing apparatus, a collation apparatus using the photographing apparatus, and a photographing method.
本発明の撮影システムは、第1の分光分布を有する光線を被写体に照射する第1の光源装置と、第1の分光分布とは異なる第2の分光分布を有する光線を被写体に照射する第2の光源装置と、選択された波長分布の光線を透過させる波長選択部を有し、第1の光源装置および第2の光源装置によって照射された状態の被写体を、波長選択部によって選択する波長分布を異ならせて複数撮影することにより、被写体の互いに陰影の異なる複数の画像を取得するための撮影装置とを備えたことを特徴としている。 The imaging system of the present invention includes a first light source device that irradiates a subject with a light beam having a first spectral distribution, and a second light source that irradiates the subject with a light beam having a second spectral distribution different from the first spectral distribution. And a wavelength selection unit that transmits a light beam having a selected wavelength distribution, and the wavelength selection unit selects a subject irradiated by the first light source device and the second light source device. And a photographing device for acquiring a plurality of images with different shadows from each other by photographing a plurality of images with different images.
このような構成によれば、互いに分光分布の異なる2つの光源装置および波長選択性を有する撮影装置を用いるという簡易な装置構成で、被写体に対して圧迫感を与えず、自然に登録画像群を撮影することのできる撮影システムを提供できる。 According to such a configuration, the registered image group can be naturally created without giving a sense of pressure to the subject with a simple device configuration using two light source devices having different spectral distributions and an imaging device having wavelength selectivity. A photographing system capable of photographing can be provided.
また、波長選択部は、複数の光学フィルタを有する構成であってもよい。 The wavelength selection unit may have a plurality of optical filters.
このような構成によれば、さらに、汎用性および実用性に優れた構成を実現できる。 According to such a configuration, a configuration with excellent versatility and practicality can be realized.
さらに、波長選択部は、複数の光学フィルタの切り替え制御を行う切替制御部を有する構成であってもよい。 Further, the wavelength selection unit may include a switching control unit that performs switching control of a plurality of optical filters.
このような構成によれば、さらに、複数の光学フィルタを切り替えるという簡易かつ実用性の高い構成を実現できる。 According to such a configuration, a simple and highly practical configuration of switching a plurality of optical filters can be realized.
さらに、第2の光源装置は、被写体に対して第1の光源装置が光線を照射する方向とは異なる方向から被写体を照射する構成であってもよい。 Further, the second light source device may be configured to irradiate the subject from a direction different from the direction in which the first light source device irradiates the subject.
このような構成によれば、さらに、異なる方向から2つの光源で照射されるので、複数の異なった陰影のコントラストを有した画像を得ることが可能となる。 According to such a configuration, since the two light sources irradiate from different directions, it is possible to obtain images having a plurality of different shadow contrasts.
さらに、撮影装置は、波長選択部による波長分布の選択に応じて画像を取得するように、撮影のタイミングを制御する撮影制御部を有する構成であってもよい。 Furthermore, the imaging device may have a configuration including an imaging control unit that controls imaging timing so as to acquire an image in accordance with selection of a wavelength distribution by the wavelength selection unit.
このような構成によれば、さらに、自動的に被写体の互いに異なる陰影の画像の撮影を行うことができる。 According to such a configuration, it is further possible to automatically capture images with different shadows of the subject.
さらに、撮影制御部は、切替制御部の制御信号に基づいて、撮影装置の撮影タイミングを制御する構成であってもよい。 Furthermore, the imaging control unit may be configured to control the imaging timing of the imaging device based on the control signal of the switching control unit.
このような構成によれば、さらに、より確実に波長選択部の波長変化と合わせた撮影を行うことが可能となる。 According to such a configuration, it is possible to more reliably perform imaging that matches the wavelength change of the wavelength selection unit.
また、撮影装置は、撮影された画像を記憶する記憶部を有する構成であってもよい。 In addition, the photographing apparatus may have a storage unit that stores a photographed image.
このような構成によれば、さらに、撮影された互いに異なる陰影を有する被写体の画像を別の用途に利用することができる。 According to such a configuration, it is possible to use the captured images of the subjects having different shadows for different purposes.
次に、本発明の撮影装置は、選択された波長分布の光線を透過させる波長選択部を有し、第1の分光分布を有する光線を被写体に照射する第1の光源装置と、第1の分光分布とは異なる第2の分光分布を有する光線を被写体に照射する第2の光源装置とによって照射された状態の被写体を、波長選択部によって選択する波長分布を異ならせて複数撮影することにより、被写体の互いに陰影の異なる複数の画像を取得する撮影部を備えたことを特徴としている。 Next, an imaging apparatus according to the present invention includes a first light source device that includes a wavelength selection unit that transmits a light beam having a selected wavelength distribution, irradiates a subject with a light beam having a first spectral distribution, By photographing a plurality of subjects in a state irradiated with a second light source device that irradiates the subject with a light beam having a second spectral distribution different from the spectral distribution, with different wavelength distributions selected by the wavelength selection unit In addition, the present invention is characterized in that it includes a photographing unit that acquires a plurality of images of the subject with different shadows.
このような構成によれば、簡易な装置構成で、被写体に対して圧迫感を与えず、自然に登録画像群を撮影することのできる撮影装置を提供できる。 According to such a configuration, it is possible to provide an imaging device that can capture a registered image group naturally without giving a sense of pressure to a subject with a simple device configuration.
また、撮影装置は、さらに、撮影した被写体の互いに陰影の異なる複数の画像から、所定の基準に応じた画像を選択する画像選択部と、選択した画像を記憶する記憶部とを備えた構成であってもよい。 Further, the photographing apparatus further includes an image selection unit that selects an image according to a predetermined reference from a plurality of images with different shadows of the photographed subject, and a storage unit that stores the selected image. There may be.
このような構成によれば、例えば顔認識における照合処理のための画像の数を削減でき、照合処理の効率化を図ることができるとともに、照合処理に適した画像を選択できるため顔認識の精度向上を図ることができる。 According to such a configuration, for example, the number of images for the matching process in face recognition can be reduced, the efficiency of the matching process can be improved, and an image suitable for the matching process can be selected. Improvements can be made.
また、撮影装置は、撮影部が、波長選択部としての複数種類の色に対応したカラーフィルタと複数の光受光素子とを有したカラー撮像素子を備え、カラーフィルタの色の種類ごとに撮影するような構成としてもよい。 In addition, the imaging device includes a color imaging device having a color filter corresponding to a plurality of types of colors as a wavelength selection unit and a plurality of light receiving elements, and the imaging unit performs imaging for each color type of the color filter. It is good also as such a structure.
このような構成によれば、カラーフィルタを備えたカラー撮像素子が利用できるため、容易に顔認識の精度を維持するに必要な照明条件の異なった画像群を作成することができる。 According to such a configuration, since a color imaging device including a color filter can be used, it is possible to easily create an image group having different illumination conditions necessary for maintaining the accuracy of face recognition.
次に、本発明の照合装置は、本発明の撮影装置と、撮影装置で撮影された被写体の互いに陰影の異なる複数の画像を登録画像群として記憶する記憶部と、照合されるべき画像が入力される入力部と、入力部から入力された照合されるべき画像と、記憶部に記憶された登録画像群とを比較照合する照合部とを備えたことを特徴としている。 Next, the collation apparatus according to the present invention includes the photographing apparatus according to the present invention, a storage unit that stores, as a registered image group, a plurality of images of a subject photographed by the photographing apparatus, and an image to be collated And a collation unit that compares and collates the image to be collated input from the input unit and the registered image group stored in the storage unit.
このような構成によれば、簡易な装置構成で、被写体に対して圧迫感を与えず、自然に登録画像群を撮影することのできる撮影装置を利用した照合装置を実現できる。 According to such a configuration, it is possible to realize a collation device using a photographing device that can photograph a registered image group naturally without giving a sense of pressure to the subject with a simple device configuration.
また、本発明の照合装置は、本発明の撮影装置と、被写体の互いに陰影の異なる複数の画像を登録画像群として記憶する記憶部と、撮影装置で撮影された照合されるべき画像が入力される入力部と、入力部から入力された照合されるべき画像と、記憶部に記憶された登録画像群とを比較照合する照合部とを備えたことを特徴としている。 Further, the collation device of the present invention receives the image capturing device of the present invention, a storage unit that stores a plurality of images of a subject with different shadows as a registered image group, and an image to be collated that is captured by the image capturing device. And a collation unit that compares and collates an image to be collated input from the input unit and a registered image group stored in the storage unit.
このような構成によれば、簡易な装置構成で、被写体に対して圧迫感や違和感を与えず、さらには被写体に気づかれないようにして、自然に入力画像群を撮影することのできる撮影装置を利用した照合装置を実現できる。 According to such a configuration, an imaging device capable of capturing an input image group naturally with a simple device configuration without giving a sense of pressure or discomfort to the subject and further not being noticed by the subject. A collation device using can be realized.
次に、本発明の撮影方法は、第1の分光分布を有する光線を被写体に照射する第1の光源装置と、第1の分光分布とは異なる第2の分光分布を有する光線を被写体に照射する第2の光源装置と、撮影装置とを備えた撮影システムを用いた被写体の撮影方法であって、撮影装置が、第1の光源装置および第2の光源装置によって照射された状態の被写体を、波長分布を異ならせて複数撮影することにより、被写体の互いに陰影の異なる複数の画像を撮影するステップを備えたことを特徴としている。 Next, the imaging method of the present invention irradiates a subject with a light source having a first spectral distribution and a light source having a second spectral distribution different from the first spectral distribution. A method for photographing a subject using a photographing system including a second light source device and a photographing device, wherein the photographing device irradiates the subject irradiated by the first light source device and the second light source device. The method includes a step of photographing a plurality of images with different shadows of a subject by photographing a plurality of images with different wavelength distributions.
このような方法によれば、互いに分光分布の異なる2つの光源装置で照射された被写体を、波長選択性を有する撮影装置で撮影するという簡易な方法で、被写体に対して圧迫感を与えず、自然に登録画像群を撮影することのできる撮影方法を提供できる。 According to such a method, a subject irradiated with two light source devices having different spectral distributions is imaged with a photographing device having wavelength selectivity without giving a feeling of pressure to the subject, It is possible to provide a photographing method capable of photographing a registered image group naturally.
以上述べたように、本発明によれば、簡易な装置構成で、被写体に対して圧迫感を与えず、自然に登録画像群などの画像群を撮影することのできる撮影システム、撮影装置およびそれを用いた照合装置ならびに撮影方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, an imaging system, an imaging apparatus, and an imaging system that can capture an image group such as a registered image group naturally without giving a sense of pressure to a subject with a simple apparatus configuration. A collation apparatus using the camera and an imaging method can be provided.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
まず、本発明の第1の実施の形態における撮影システム10について説明する。図1および図2は、本発明の第1の実施の形態における撮影システム10の概略構成を示す図であり、図1は、その撮影システム10を上から見た平面図であり、図2は、その撮影システム10を横から見た側面図である。
(First embodiment)
First, the
図1および図2に示したように、撮影システム10は、人物である被写体30に正対するように配置された撮影装置1、撮影装置1から見て、被写体30に向かって左方向から被写体30の顔を照射する第1の光源装置2、および、撮影装置1から見て、被写体30に向かって右方向から被写体30の顔を照射する第2の光源装置3を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
実際には、所定の場所(ある程度照明の暗い部屋が望ましい)に、あらかじめ撮影装置1、第1の光源装置2および第2の光源装置3を有する撮影システム10が設置されており、被写体30は、画像を撮影する際に図1および図2に示したような場所に位置することにより、被写体30は本発明の第1の実施の形態における撮影システム10を使用することができる。
Actually, a photographing
図3は、撮影システム10を用いて撮影した本発明の第1の実施の形態における登録画像群50の一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a registered
撮影システム10は、図3に示したような被写体30の様々な陰影を有する顔の画像を、登録画像群50として撮影するのに適した撮影システムである。このような様々な陰影を有する登録画像群50は、顔照合方法における照合に利用するのに適している。図3に示した例においては、登録画像群50として、被写体30に対して正面から光線を照射された登録画像53、登録画像53よりも被写体30に向かってやや右方向から光線を照射された登録画像52、登録画像52よりもさらに被写体30に向かって右方向から光線を照射された登録画像51、正面から光線を照射された登録画像53よりも被写体30に向かってやや左方向から光線を照射された登録画像54、および、登録画像54よりもさらに被写体30に向かって左方向から光線を照射された登録画像55を有している。
The photographing
このように、撮影システム10は、撮影装置1、第1の光源装置2および第2の光源装置3を用いるという簡易な構成によって、図3に示したような、互いに異なる様々な陰影を有する登録画像群50の撮影を可能としている。以下、撮影システム10の構成について、さらに詳細に説明する。
As described above, the photographing
まず、図1に示したように、撮影装置1と被写体30とを結ぶ光軸に対して、第2の光源装置3による被写体30の照射方向がなす水平方向の角度を照射角度θ1とし、第1の光源装置2が被写体30を照射する水平方向の角度を照射角度θ2とした場合、撮影システム10においては、
θ1=θ2
を満たすように、撮影装置1、第1の光源装置2および第2の光源装置3が配置されている。
First, as shown in FIG. 1, the horizontal angle formed by the irradiation direction of the subject 30 by the second light source device 3 with respect to the optical axis connecting the photographing
θ1 = θ2
The
また、図2に示したように、撮影装置1と被写体30とがなす光軸方向に対して、第1の光源装置2の光線が被写体30を照射する照射方向がなす垂直方向の角度、および第2の光源装置3の光線が被写体30を照射する垂直方向の角度がほぼ等しくなるように、撮影装置1、第1の光源装置2および第2の光源装置3が配置されている。
Further, as shown in FIG. 2, a vertical angle formed by an irradiation direction in which the light beam of the first
なお、これらの配置は、被写体30の顔の高さを検知して、撮影装置1、第1の光源装置2および第2の光源装置3の高さや向きなどが変化することによって決定される構成であってもよいし、あらかじめ撮影装置1、第1の光源装置2および第2の光源装置3の配置が決まっており、被写体30が自らの位置を調整する、または、誘導されることによって決定される構成であってもよい。
Note that these arrangements are determined by detecting the height of the face of the subject 30 and changing the height, orientation, and the like of the
ここで、第1の光源装置2および第2の光源装置3それぞれの光源の分光分布特性について説明する。本発明は、このような光源の分光分布を利用して、顔照合のための様々な陰影を有した画像を取得することを特徴としている。
Here, the spectral distribution characteristics of the light sources of the first
図4は、本発明の第1の実施の形態における撮影システム10の第1の光源装置2および第2の光源装置3それぞれが有する分光分布の分光分布特性を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating spectral distribution characteristics of the spectral distributions of the first
図4においては、横軸に波長を示し、縦軸にその波長領域における光の強度を示している。なお、図4では、横軸の波長において、光の三原色、すなわち、Bで示す青色、Gで示す緑色、Rで示す赤色を用いてそれぞれの波長領域を示している。以下、適宜、これらの色を用いて波長領域を示しながら説明する。また、本実施の形態においては、第1の光源装置2の分光分布を実線で示し、第2の光源装置3の分光分布を破線で示すものとする。
In FIG. 4, the horizontal axis indicates the wavelength, and the vertical axis indicates the light intensity in the wavelength region. In FIG. 4, each wavelength region is indicated by using three primary colors of light, that is, blue indicated by B, green indicated by G, and red indicated by R at the wavelength on the horizontal axis. In the following, description will be made while appropriately indicating the wavelength region using these colors. In the present embodiment, the spectral distribution of the first
図4に示すように、第1の光源装置2の分光分布は、青色の領域で低く、緑色の領域でだんだん高くなり、赤色の領域でもっとも高くなるような波長特性とする。また、第2の光源装置3の分光分布は、逆に、青色の領域でもっとも高く、緑色の領域でだんだん低くなり、赤色の領域でもっとも低くなるような波長特性とする。
As shown in FIG. 4, the spectral distribution of the first
本発明の第1の実施の形態における第1の光源装置2および第2の光源装置3は、それぞれが異なった分光分布であるとともに、波長に応じてその強度が変化するような分光分布を有する光源であれば、様々な光源装置を用いることができる。また、簡易には、上述のような分光分布を有する光学フィルタと公知の光源装置とを組み合わせることによっても、上述の分光分布特性を実現することができる。なお、分光分布特性において、より詳細には、複数の光源の中で少なくとも1つの光源が波長に応じて強度が変化する光源であればよい。すなわち、好ましくは、図4に示すような、2つの光源のそれぞれが波長に応じて強度が変化する光源であればよいが、例えば、一方の光源が波長に応じて強度が変化するような波長依存性を有するとともに、他方の光源は太陽光のように波長に応じて強度が変化しないような波長依存性を有しない2つの光源であってもよい。また、このような波長依存性を有しない光源として、直接の太陽光以外にも、例えば、窓を介して入光する太陽光や、あるいは一般的な照明手段として利用される蛍光灯などを利用することもできる。また、光源の数として、図1に示したような2つの光源に必ずしも限定されず、第1の光源装置2および第2の光源装置3に加えて、例えば蛍光灯などの一般的な照明による光が被写体30に照射されるような構成であってもよい。要するに、被写体30が照明により受ける一方向側の照射と他方向側の照射との分光分布特性が異なるような照明環境を実現しておればよく、このような照明環境であれば本発明の撮影システムに利用することができる。
The first
以下、図4に示したような分光分布特性を有する第1の光源装置2および第2の光源装置3を利用した一例を挙げて、撮影システム10のより詳細な構成、およびその動作について説明する。
Hereinafter, an example using the first
まず、撮影装置1の構成について説明する。図5は、本発明の第1の実施の形態における撮影装置1の構成を示すブロック図である。
First, the configuration of the photographing
図5に示したように、撮影装置1は、第1の光源装置2および第2の光源装置3からの光線の照射により被写体30の顔から反射した反射光を透過する光学系11、光学系11を透過した光像から、後述する所定の波長の光線を選択的に透過させる波長選択部16、波長選択部16によって選択的に透過された光線を光電気変換し、画像信号を出力することで撮影を行うCCDやCMOSなどの撮影部12、撮影部12における撮影のタイミングを制御する撮影制御部13、波長選択部16の切り替え制御を行う切替制御部17、撮影部12から出力された画像信号に対し画像処理を行う画像処理部14、および、画像処理部14から出力された画像を蓄積する登録画像群記憶部としての記憶部15を有する。
As shown in FIG. 5, the photographing
波長選択部16としては、波長選択性を有する光学フィルタ、すなわち特定の色の光を透過させるカラーフィルタなどを複数、液晶シャッタなどと組み合わせて用いることができる。
As the
また、撮影装置1において、撮影制御部13により撮影部12が被写体30の撮影を行うタイミングと、切替制御部17により波長選択部16が切り替わるタイミングとが同期している。
In the photographing
図6は、本発明の第1の実施の形態における撮影装置1の波長選択部16が選択する波長の一例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of wavelengths selected by the
図6は、図4と同じように、第1の光源装置2および第2の光源装置3それぞれの分光分布特性を示すとともに、波長選択部16が選択する各波長を示している。なお、波長選択部16は、図6に示すような、例えば波長R1の光線のみを選択的に透過させる必要はなく、例えば波長R1をピークとして光線を透過させるような波長分布である透過波長分布特性を有していてもよい。このように、波長選択部16は、選択された波長分布の光線を透過させる。
6 shows the spectral distribution characteristics of the first
切替制御部17は、例えば、図6に示す波長R1〜R5のそれぞれの波長をピークとする光線を選択的に透過するように、波長選択部16を制御する。また、撮影制御部13は、切替制御部17の切り替え制御に同期しながら切り替え制御した後に撮影するというように、撮影部12を制御する。このようにして、撮影部12は、切替制御部17による切り替え制御ごとに、波長選択部16を透過した透過光に対する撮影を順次行う。すなわち、撮影装置1における撮影部12は、波長選択部16によって選択する波長分布を異ならせて複数の撮影を行う。
For example, the switching
次に、以上のように構成された撮影システム10の動作について説明する。
Next, the operation of the
例えば、切替制御部17の制御により、波長選択部16が図6に示す波長R1を選択したとする。このとき、第1の光源装置2の波長R1における光の強度はほぼゼロであるが、第2の光源装置3の波長R1における光の強度は最大となっている。また、波長選択部16は波長R1近辺の波長の光線のみを透過させる。このため、撮影部12に設けたCCDなどの撮像面には、第2の光源装置3からの光線の照射による被写体30の反射光の像が結像されることとなる。
For example, it is assumed that the
より具体的に説明すると、図6に示す分光分布の場合、第1の光源装置2から照射される光は緑色成分を含んだ赤色の光であり、第2の光源装置3から照射される光は緑色成分を含んだ青色の光である。このような異なった色成分の光線が、図1に示すような構成で、それぞれの光源装置から被写体30に照射される。一方、波長選択部16が図6に示す波長R1を選択する場合、波長選択部16は、青色近辺の光線のみを透過させる。よって、第2の光源装置3から被写体30に照射した青色の光の反射光は波長選択部16を透過するが、第1の光源装置2から被写体30に照射した赤色の光の反射光は波長選択部16で減衰し、そのほとんどが透過できないこととなる。その結果、撮影部12の撮像面には、仮想的に第2の光源装置3からのみ被写体30に光線を照射したような仮想光源による像、すなわち、図1の被写体30に対して右側からのみ光線を照射したような像が結像される。このようにして、波長選択部16が図6に示す波長R1を選択した場合には、図3における登録画像51のような登録画像を撮影することができる。
More specifically, in the case of the spectral distribution shown in FIG. 6, the light emitted from the first
次に、切替制御部17の制御により、波長選択部16が図6に示す波長R2を選択したとする。このとき、第2の光源装置3の波長R2における強度に対して、第1の光源装置2の波長R2における強度はほぼ半分である。また、波長選択部16は波長R2近辺の波長の光線のみを透過させる。このため、このような場合、仮想的には、被写体30に向かって右の第2の光源装置3と撮影装置1との間に位置するような仮想光源から、被写体30に光線を照射したのと等価になる。よって、波長選択部16が図6に示す波長R2を選択した場合には、図3における登録画像52のような登録画像を撮影することができる。
Next, it is assumed that the
次に、切替制御部17の制御により、波長選択部16が図6に示す波長R3を選択したとする。このとき、第2の光源装置3の波長R3における強度と、第1の光源装置2の波長R3における強度とはほぼ等しい。また、波長選択部16は波長R3近辺の波長の光線のみを透過させる。このため、仮想的には、被写体30の正面に位置するような仮想光源から、被写体30に光線を照射したのと等価になる。よって、波長選択部16が図6に示す波長R3を選択した場合には、図3における登録画像53のような登録画像を撮影することができる。
Next, it is assumed that the
次に、切替制御部17の制御により、波長選択部16が図6に示す波長R4を選択したとする。このとき、第1の光源装置2の波長R4における強度に対して、第2の光源装置3の波長R4における強度はほぼ半分である。また、波長選択部16は波長R4近辺の波長の光線のみを透過させる。このため、仮想的には、被写体30に向かって左の第1の光源装置2と撮影装置1との間に位置するような仮想光源から、被写体30に光線を照射したのと等価になる。よって、波長選択部16が図6に示す波長R4を選択した場合には、図3における登録画像54のような登録画像を撮影することができる。
Next, it is assumed that the
さらに、切替制御部17の制御により、波長選択部16が図6に示す波長R5を選択したとする。このとき、第1の光源装置2の波長R5における強度は最大であるが、第2の光源装置3の波長R5における強度はほぼゼロとなっている。また、波長選択部16は波長R5近辺の波長の光線のみを透過させる。このため、仮想的には、波長選択部16が波長R1を選択したときとは逆に、被写体30に向かって左の第1の光源装置2のみの仮想光源から、被写体30に光線を照射したのと等価になる。よって、波長選択部16が図6に示す波長R5を選択した場合には、図3における登録画像55のような登録画像を撮影することができる。
Furthermore, it is assumed that the
以上説明したように、撮影装置1は、第1の光源装置2および第2の光源装置3によって照射された状態の被写体30を、波長選択部16によって選択する波長分布を異ならせて複数撮影することにより、被写体30の互いに陰影の異なる複数の画像を取得する。
As described above, the
このように、撮影システム10によれば、撮影装置1、第1の光源装置2および第2の光源装置3を備えるという簡易な構成で、あたかも仮想的に照明の位置を変化させたかのような、互いに異なる様々な陰影を有する画像を撮影することができる。特に、被写体の顔画像を用いて被写体の個人認証を行うような顔認識では、照明条件の異なった画像を複数枚登録しておくことで、顔を認識する精度の向上を図れることが知られている。これに対し、本発明の第1の実施の形態における撮影システム10は、複数の光源を順次点灯させるなどの必要はなく、短時間で照明条件の異なった画像を複数枚取得することができるため、被写体としてのユーザへの負担をなくすとともに、容易に顔認識の精度向上に役立てることが可能となる。さらに、本発明の第1の実施の形態における撮影システム10は、複数の光源を順次点灯させるような動作は必要なく、単に、異なった分光分布特性の第1の光源装置2および第2の光源装置3からの照明などでも実現できるため、被写体への圧迫感や違和感をなくすとともに、顔画像の登録に非協力的な者、すなわち、例えば万引き常習犯などの登録画像群の作成などにも利用することができる。
Thus, according to the
なお、上述したように、被写体の顔画像を用いた顔認識では、照明条件の異なった画像を複数枚登録しておくことで、顔を認識する精度の向上を図れるが、例えば、登録画像として類似した顔画像があると、顔認識のための処理効率が低下することとなる。このため、例えば、図7に示す他の撮影装置101のブロック図のように、取得した複数の画像の中からよりよい画像を選択する画像選択部18をさらに設けたような構成とすることもできる。
As described above, in face recognition using a face image of a subject, the accuracy of recognizing a face can be improved by registering a plurality of images with different illumination conditions. If there is a similar face image, the processing efficiency for face recognition will decrease. For this reason, for example, as shown in a block diagram of another
すなわち、撮影システム10を顔認識に利用する場合、図7に示す撮影装置101では、画像選択部18が、撮影部12で取り込んだ複数の画像から、顔認識での照合処理に最適な画像を所定の枚数だけ選択し、選択した画像を記憶部15に供給する。画像選択部18が選択する基準としては、例えば、画像の類似度のような基準を設ける。この場合、類似した画像を間引く、すなわち相違の大きい画像のみを選択するような動作を行うよう画像選択部18を構成する。また、画像の類似度を求める手法として、例えば、2つの画像の差分や相関を求めなどすることで実現できる。このような構成とすることにより、照合するための登録画像の数を削減できるため、照合処理の効率化を図ることができる。また、入力画像の特徴を効率よく抽出するため、例えば、画像に含まれる高周波成分のレベルのような選択基準を設け、より高周波成分を多く含んだ画像を選択するような手段をも加えたような構成としてもよい。
In other words, when the
また、複数の光源装置の配置および強度を変化させることによって、仮想的な照明の位置を変化させる方法についての考え方は、例えば、P.N. Belhumeur, and D.J.Kriegman,“What is the set of images of an object under all possible lighting conditions?” Proc. IEEE Int.Conf. Computer Vision and Pattern Recognition, pp.270〜277, 1996に示されている。 In addition, the method of changing the position of virtual illumination by changing the arrangement and intensity of a plurality of light source devices is described in, for example, P.A. N. Belhumeur, and D.C. J. et al. Kriegman, “What is the set of images of an object under all possible lighting conditions?” Proc. IEEE Int. Conf. Computer Vision and Pattern Recognition, pp. 270-277, 1996.
また、本実施の形態における撮影システム10においては、第1の光源装置2と被写体30との距離、および、第2の光源装置3と被写体30との距離が等しい例を示したが、本発明の撮影システムはこの例に限定されない。被写体30と第1の光源装置2との距離、および、被写体30と第2の光源装置3との距離が異なってもよい。
In the
また、撮影システム10においては、第1の光源装置2がなす照射角度θ2、および、第2の光源装置3がなす照射角度θ1とが等しい例を示したが、本発明の撮影システムはこの例に限定されない。第1の光源装置2の照射角度θ2、および、第2の光源装置3の照射角度θ1が異なってもよい。
In the photographing
さらに、撮影システム10においては、第1の光源装置2と被写体30とがなす垂直方向の角度、および、第2の光源装置3と被写体30とがなす垂直方向の角度が等しい例を示したが、本発明の撮影システムはこの例に限定されない。被写体30と第1の光源装置2とがなす垂直方向の角度、および、被写体30と第2の光源装置3とがなす垂直方向の角度が異なってもよい。この場合には、図3に示したような、水平方向に陰影の異なる登録画像群50に加えて、さらに垂直方向にも陰影の異なる登録画像群を撮影することができる。
Furthermore, in the
また、撮影システム10においては、第1の光源装置2および第2の光源装置3それぞれが波長依存性を有する構成であるとして説明を行ったが、本発明の撮影システムはこの構成に限定されない。例えば、第1の光源装置2として波長依存性を有する光源を用いる一方で、第2の光源装置3としては、上述したように、原理的にはその強度が波長依存性を有しない光源を用いることも可能である。第2の光源装置3として、例えば太陽光を用いるなど自然光や照明光を利用し、光源装置としては第1の光源装置2のみを用いて本発明の撮影システムの構成を実現することも可能である。これにより、被写体30に対しての圧迫感や違和感をより抑制した、あるいは被写体30に気づかれないような撮影システム10の環境を構成することができる。
In the
また、撮影システム10は、上述したように、光源の数としても2つの光源に限定されず、第1の光源装置2および第2の光源装置3と、例えば蛍光灯などの一般的な照明などの環境照明とを組み合わせた構成とすることも可能であり、このような複数の光源装置の分光分布特性や左右上下の角度および位置を組み合わせることにより、撮影したい陰影画像に合わせて撮影システム10における照明環境を柔軟に設定することが可能である。
In addition, as described above, the photographing
また、撮影システム10は、このように照明環境を柔軟に設定できるため、撮影したい陰影画像として、例えば左からの照明のみによる陰影画像とするような場合など、照合の照明条件が限られている場合において、右からの照明による陰影画像は得られないような、必要とする陰影画像のみが得られるような照明環境を設定することも可能である。
Since the
また、上述したように、撮影システム10は、光源の数としても2つの光源に限定されないため、第1の光源装置2および第2の光源装置3に、これら以外である他の照明条件をも含めた光源装置としてもよいが、逆に、他の照明条件を考慮したくない場合などにも対応させることができる。すなわち、実際の照明としては、第1の光源装置2および第2の光源装置3の照明に他の照明条件をも含めた光源装置の照明環境で撮影するが、取得する陰影画像としては、第1の光源装置2および第2の光源装置3の照明環境で撮影したような陰影画像とすることもできる。このような他の照明条件を考慮したくない場合など、他の照明条件のみによる画像をも撮影するなどして準備しておき、第1の光源装置2と第2の光源装置3との照明に他の照明条件をも含めた照明条件による画像から他の照明条件のみによる画像を差し引くことで得られた画像を、照合に利用する陰影画像とすることで実現できる。また、このような処理を行う場合、照合に利用する陰影画像のノイズが大きくなりすぎないように、被写体30に対する第1の光源装置2と第2の光源装置3との照明に他の照明条件をも含めた照明条件による明るさと、他の照明条件のみによる明るさとの比を考慮して、それぞれの明るさを設定すればよい。
Further, as described above, the
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態における撮影装置について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a photographing apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described.
第1の実施の形態では、撮影システムに用いる撮影装置1において、切替制御部17が複数の色フィルタなどを有した波長選択部16の切り替え制御を行うような構成例を挙げて説明したが、民生用の電子カメラなどにも広く利用されている、例えば単板式のカラー撮像素子を用いることによっても、本発明の撮影システムや撮影装置を実現できる。特に、このようなカラー撮像素子を用いることにより、第1の実施の形態と比較して、撮影装置をより簡易に構成できる。本発明の第2の実施の形態では、このようなカラー撮像素子を備えた撮影装置100について説明する。
In the first embodiment, the
上述した単板式の撮像素子は、光受光素子であるフォトダイオードなどがマトリックス状に多数配置された上に、3色あるいは4色のカラーフィルタをモザイク状に配置し、個々のフォトダイオードが個別の色成分に反応するような仕組みとなっている。単板式のカラー撮像素子はこのような構成であるため、カラー撮像素子からは、撮像面に照射された光の色成分別の画像信号が同時に出力される。すなわち、このようなカラー撮像素子からは、いわゆるRGB信号と呼ばれるような光の三原色個々に対応した画像信号が出力される。 The single-plate image sensor described above has a large number of photodiodes as light receiving elements arranged in a matrix and three or four color filters are arranged in a mosaic, and each photodiode is individually It is a mechanism that reacts to color components. Since the single-plate color image pickup device has such a configuration, the color image pickup device simultaneously outputs image signals for each color component of light irradiated on the image pickup surface. That is, an image signal corresponding to each of the three primary colors of light as so-called RGB signals is output from such a color image sensor.
よって、例えば、図1で示したような撮影システムにおいて、それぞれの光源装置から図4で示したような分光分布特性の光線を被写体30に照射し、撮影装置に単板式などのカラー撮像素子を用いることで、より簡易に登録画像を取得することができる。 Thus, for example, in the photographing system as shown in FIG. 1, the light source having the spectral distribution characteristic as shown in FIG. 4 is irradiated from each light source device to the subject 30, and a single-plate type color image sensor is provided on the photographing device. By using it, a registered image can be acquired more easily.
図8は、本発明の第2の実施の形態における、カラー撮像素子121を用いた撮影装置100の構成を示すブロック図である。なお、図8において、図5と同じ構成要素については同一の符号を付している。また、図8に示したように、撮影装置100は、図5に示した撮影装置1との比較において、波長選択部16および切替制御部17を有しない構成であり、撮影部120が上述したようなカラー撮像素子121を備えている。また、ここでは、カラー撮像素子として上述したような単板式のカラー撮像素子121を用いた一例を挙げて説明する。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of the photographing
以下、図1に示したような撮影システムに、撮影装置1に代えて撮影装置100を用いた場合の例を挙げ、撮影装置100の構成およびその動作について説明する。
Hereinafter, the configuration and operation of the photographing
まず、図8に示した撮影装置100において、光学系11には、第1の光源装置2および第2の光源装置3からの光線の照射により被写体30の顔から反射した反射光が入光する。この光学系11を透過した光像は、撮影部120のカラー撮像素子121に投射され、カラー撮像素子121の撮像面には、被写体30の顔である像が結像される。カラー撮像素子121は、上述したような3種類から4種類のカラーフィルタを光受光素子ごとにモザイク状に配置し、個々の光受光素子が個別の色成分に反応するような撮像素子である。ここでは、カラー撮像素子121において、赤色(R)、緑色(G)および青色(B)のカラーフィルタがモザイク状に配置された一例を挙げて説明する。
First, in the photographing
カラー撮像素子121はこのような構成であるため、撮像面に結像された像に対して、赤色、緑色および青色の色成分ごとに光の強度が検出され、カラー撮像素子121からは、図8に示すように、赤色に対応するR信号、緑色に対応するG信号、および青色に対応するB信号である画像信号が出力される。これらの画像信号は、画像処理部14で画像の処理が行われ、画像処理部14から出力されたRGBそれぞれの画像が登録画像群記憶部としての記憶部15に蓄積される。
Since the
このような撮影装置100を用いた撮影システムにおいて、第1の光源装置2および第2の光源装置3から図4で示したような分光分布特性の光線を被写体30に照射した場合、次のようにして登録画像群のための画像を取得することができる。すなわち、第1の光源装置2から照射された緑色成分を含む赤色の光線、および第2の光源装置3から照射された緑色成分を含む青色の光線が、図1に示すような構成で、それぞれの光源装置から被写体30に照射される。被写体30に照射された光線は、被写体30を反射し、その反射光がカラー撮像素子121の撮像面に投射される。このとき、例えば、カラー撮像素子121の青色のカラーフィルタが配置された各光受光素子には、第1の光源装置2からの赤色の光線は入光せず、第2の光源装置3からの青色の光線のみが入光する。このため、カラー撮像素子121のB信号出力からは、図1の被写体30に対して右側からのみ光線を照射したような画像の画像信号が出力される。また、逆に、カラー撮像素子121の赤色のカラーフィルタが配置された各光受光素子には、第2の光源装置3からの青色の光線は入光せず、第1の光源装置2からの赤色の光線のみが入光する。このため、カラー撮像素子121のR信号出力からは、図1の被写体30に対して左側からのみ光線を照射したような画像の画像信号が出力される。さらに、カラー撮像素子121の緑色のカラーフィルタが配置された各光受光素子には、第1の光源装置2からの緑色成分の光線と、第2の光源装置3からの緑色成分との光線が入光する。このため、カラー撮像素子121のG信号出力からは、図1の被写体30に対して正面から光線を照射したような画像の画像信号が出力される。このようにして、R信号出力からは図3における登録画像55、G信号出力からは登録画像53、そしてB信号出力からは登録画像51のような登録画像を取得できる。
In such an imaging system using the
以上説明したように、本発明の第2の実施の形態における撮影装置100によれば、登録画像の数としては、例えばRGBに対応した3種類の陰影画像のように限定されることとなるが、撮影される者にとっては一瞬という印象を受けるような、きわめて短時間で複数の陰影画像を取得することが可能となる。よって、撮影装置100を用いた撮影システムによれば、撮影装置1、第1の光源装置2および第2の光源装置3を備えるという簡易な構成で、互いに異なる様々な陰影を有する画像を、手間を掛けず素早く撮影することができる。
As described above, according to the photographing
特に、上述したように、顔認識に利用する照明条件の異なった登録画像の枚数を増やすことで顔を認識する精度の向上を図れるが、ある程度の精度を出すためには、このような登録画像として最低限3枚の画像が必要とされている。これに対し、第2の実施の形態における撮影装置100は、一度の撮影で3種類の異なった仮想照明条件下の陰影画像が取得できるため、本発明の第2の実施の形態における撮影装置100によれば、容易に顔認識の精度を維持するのに必要な登録画像群を作成することができる。
In particular, as described above, the accuracy of recognizing a face can be improved by increasing the number of registered images with different illumination conditions used for face recognition. As a minimum, three images are required. On the other hand, the
なお、例えば、カラー撮像素子におけるカラーフィルタの色の種類をさらに増やしたり、あるいは、第1の実施の形態における撮影装置1の切替制御部17や波長選択部16とカラー撮像素子のカラーフィルタとを組み合わせた2重構造のような構成としたりしてもよく、このような構成とすることで、異なった陰影画像の数をさらに増加させることができる。
Note that, for example, the number of types of color filters in the color imaging device is further increased, or the switching
(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3の実施の形態における照合装置60について説明する。本発明の第3の実施の形態における照合装置60は、本発明の第1の実施の形態において説明した撮影装置1を備えており、撮影装置1の記憶部15に記憶された登録画像群50と、入力される入力画像とを比較照合することができる。なお、撮影装置1に代えて、第1の実施の形態における撮影装置101、あるいは第2の実施の形態における撮影装置100であってもよいが、以下、撮影装置1で代表して説明する。図9は、本発明の第3の実施の形態における照合装置60の構成を示すブロック図である。
(Third embodiment)
Next, the collation apparatus 60 in the 3rd Embodiment of this invention is demonstrated. A collation device 60 according to the third embodiment of the present invention includes the
本発明の第3の実施の形態における照合装置60は、本発明の第1の実施の形態において説明した撮影装置1、比較照合すべき入力画像が入力される入力部61、撮影装置1の登録画像群記憶部としての記憶部15に記憶された、あらかじめ登録された者それぞれに対応する登録画像群50と、入力部61から入力される入力画像とを比較照合する照合部62、および、照合部62における比較照合の結果が出力される出力部63を備えている。
The collation device 60 according to the third embodiment of the present invention includes the
本発明の第3の実施の形態における照合装置60の入力部61としては、ライブの画像を入力するには公知の様々なカメラ装置を用いることができるし、写真などを入力する場合には、スキャナ装置を用いることができるし、さらには、照合すべき者の顔画像が記憶された記憶媒体からデータを読み込む読込手段を用いることも可能である。
As the
また、照合部62における顔画像の比較照合方法に、本発明はなんら限定されるものではないが、例えば、固有空間法、部分空間法またはKNN法などの公知の画像比較照合方法を用いることが可能である。
Further, the present invention is not limited to the face image comparison / collation method in the
本発明の第3の実施の形態における照合装置60の出力部63としては、外部の装置に照合結果を出力する出力手段を用いることもできるし、照合すべき者に対して照合結果を出力するための表示装置を用いることも可能である。
As the
ここで、本発明の第3の実施の形態における照合装置60の動作について説明する。図10は、本発明の第3の実施の形態における照合装置60の動作ステップについて説明するためのフローチャートである。 Here, the operation of the collation device 60 in the third embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a flowchart for explaining the operation steps of collation apparatus 60 in the third embodiment of the present invention.
図10に示したように、本発明の第3の実施の形態における照合装置60においては、まず、入力部61から、比較用の画像が入力される(S1)。 As shown in FIG. 10, in the collation device 60 according to the third embodiment of the present invention, first, an image for comparison is input from the input unit 61 (S1).
次に、入力部61から入力された比較画像と、あらかじめ撮影装置1の記憶部15に記憶された登録画像群50とが比較照合される(S2)。このステップS2においては、登録画像群50として、本発明の第1の実施の形態における撮影システム10で撮影された互いに異なる陰影を有する登録画像群50が、あらかじめ登録された者それぞれに対して記憶されているので、入力部61から入力された比較画像がどのような陰影を有している場合にも、比較的本人認証率の高い照合処理を行うことが可能である。
Next, the comparison image input from the
さらに、本発明の第3の実施の形態における照合装置60は、照合部62における照合結果を出力部63より出力して、処理を終了する(S3)。
Furthermore, the collation device 60 according to the third embodiment of the present invention outputs the collation result in the
以上述べたように、本発明の第3の実施の形態における照合装置60を構成することにより、照合装置60の記憶部15には、撮影装置1によって撮影された、あらかじめ登録された者それぞれについての様々な陰影を有する登録画像群50が登録されていることから、入力部61から入力された入力画像が撮影されたときの光源の影響による陰影の悪影響を受けることなく、本人認証を行うことができる。
As described above, by configuring the collation device 60 according to the third embodiment of the present invention, each of the pre-registered persons photographed by the photographing
(第4の実施の形態)
次に、本発明の第4の実施の形態における照合装置69について説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a collation device 69 according to the fourth embodiment of the present invention will be described.
第1の実施の形態では、撮影システム10を顔認識装置における登録画像群50の撮影のために用いた例を示して説明したが、撮影システム10の用途はこれに限定されるものではなく、例えば、第3の実施の形態で示したような照合装置において、照合時に入力される画像を撮影する用途に用いることも可能である。すなわち、第1の実施の形態の撮影システム10をこのような用途に用いた場合には、登録画像群50と同様の、複数の互いに異なる陰影を有する入力画像を撮影することが可能となる。本発明の第4の実施の形態における照合装置69は、このように、登録画像群50と比較するための入力画像を、第1の実施の形態の撮影システム10と同様な形態で取得するように構成したことを特徴としている。また、これにより、照合装置69は、照合処理に際して、1枚の入力画像を用いるのではなく、例えば複数枚の入力画像を使った照合方法をも実現することが可能である。
In 1st Embodiment, although the example which used the imaging |
図11は、本発明の第4の実施の形態における照合装置69の構成を示すブロック図である。なお、図11において、図1、図5および図7における構成要素と同じ構成要素については同一の符号を付している。 FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a collation device 69 according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 11, the same components as those in FIGS. 1, 5, and 7 are denoted by the same reference numerals.
図11に示したように、本発明の第4の実施の形態における照合装置69は、第1の実施の形態の撮影システム10と同様に、人物である被写体30に対面するように配置された撮影装置1、撮影装置1から見て、被写体30に向かって左方向から被写体30の顔を照射する第1の光源装置2、および、撮影装置1から見て、被写体30に向かって右方向から被写体30の顔を照射する第2の光源装置3を備えている。なお、撮影装置1に代えて第1の実施の形態における撮影装置101、あるいは第2の実施の形態における撮影装置100であってもよい。また、撮影装置1、撮影装置101あるいは撮影装置100が、記憶部15を備えていないような構成であってもよく、第4の実施の形態では、図11に示すように、記憶部15を撮影装置1内に備えたのではなく、照合装置69に記憶部15を備えたような構成を用いて説明する。
As shown in FIG. 11, the collation device 69 according to the fourth embodiment of the present invention is arranged so as to face the subject 30 as a person, like the photographing
さらに、照合装置69は、撮影装置1から比較照合すべき複数の入力画像が入力される入力部61、入力部61に入力された複数の入力画像から所定の基準に基づき画像を選択する画像選択部64、登録画像群記憶部としての記憶部15に記憶されたあらかじめ登録された者それぞれに対応する登録画像群50と、画像選択部64から供給される入力画像とを比較照合する照合部62、および、照合部62における比較照合の結果が出力される出力部63を備えている。
Further, the collation device 69 is an
次に、以上のように構成された照合装置69の動作について説明する。 Next, the operation of the verification device 69 configured as described above will be described.
まず、第1の光源装置2および第2の光源装置3からは、被写体30に対して、例えば図4に示したような分光分布特性を示す光線が照射される。このため、第1の光源装置2および第2の光源装置3と、特定の波長の光線を選択的に透過するような波長選択部16を有する撮影装置1とを組み合わせることで、上述したような仮想的な照明により被写体30が撮影されたのと等価になり、これによって互いに異なる陰影を有した複数の画像が得られることとなる。すなわち、撮影装置1からは、このような複数の画像による入力画像群としての画像信号が出力され、これらの画像信号は入力部61に供給される。
First, the first
また、画像選択部64は、このようにして取り込んだ入力画像群から、照合に最適な画像を1枚あるいは複数枚だけ選択し、選択した画像を照合部62に供給する。画像選択部64が選択する基準としては、例えば、画像の類似度のような基準を設ける。この場合、類似した画像を間引く、すなわち相違の大きい画像のみを選択するような動作を行うよう画像選択部64を構成する。また、画像の類似度を求める手法として、例えば、2つの画像の差分演算などを利用することで実現できる。このような構成とすることにより、照合するための入力画像の数を削減できるため、照合処理の効率化を図ることができる。また、入力画像の特徴を効率よく抽出するため、例えば、画像に含まれる高周波成分のレベルのような選択基準を設け、より高周波成分を多く含んだ画像を選択するような手段をも加えたような構成としてもよい。特に、顔認識に非協力的な者であったときには、最適な入力画像を取得できるとは限らない場合が多く生じるが、短時間で複数の画像を取得できるとともに、このような画像選択部64を設けることで、照合には適さないような画像を含むような入力画像群から最適な画像を抽出できるため、顔認識の効率化とともに精度の向上も図ることができる。画像選択部64で選択された画像は比較画像として照合部62に供給される。
In addition, the
次に、照合部62は、画像選択部64から供給された比較画像と、あらかじめ記憶部15に記憶された登録画像群50とを比較照合する。このとき、記憶部15には、互いに異なる陰影を有する登録画像群50が、あらかじめ登録された者それぞれに対して記憶されている。さらに、照合部62における照合結果が、出力部63から出力される。
Next, the
このように、照合装置69は、撮影装置1で取得した複数の画像から画像選択部64により顔認識に適した画像を選択するとともに、登録画像群50として記憶された互いに異なる陰影を有する画像を用いて顔照合を行うため、本人認証率を高めた照合処理を実現することができる。
As described above, the collation device 69 selects an image suitable for face recognition by the
なお、以上の説明では、登録された者の登録画像群として複数の陰影を有した登録画像を準備しておくような例を挙げて説明したが、例えば、登録画像群として登録された者1人に対し1枚のみの登録画像を準備しておき、照合部62が、撮影装置1から取り込んだ複数の画像による入力画像群、あるいはさらに画像選択部64で選択した複数の比較画像と登録画像とを比較照合するような構成であってもよい。
In the above description, an example in which a registered image having a plurality of shadows is prepared as a registered image group of registered persons has been described. For example, a
図12は、本発明の第4の実施の形態における照合装置69を利用した一例を示す図である。 FIG. 12 is a diagram illustrating an example using a collation device 69 according to the fourth embodiment of the present invention.
図12では、顔画像の登録に非協力的な者の登録画像群を作成するとともに、不特定多数の者の顔認識を行い、不特定多数の者の中から登録された者を見つけ出すようなシステムに、本発明の第4の実施の形態における照合装置69を利用したような一例を示している。より具体的には、顔画像の登録に非協力的な者として、例えば万引き常習犯のような者を想定しており、あらかじめ不審な者の登録画像群を登録し、一般客を含む不特定多数の者の顔照合を行い、その顔照合によって登録された者を発見したとき店員などに注意を促すようなシステムである。 In FIG. 12, a registered image group of non-cooperating persons is registered in the face image registration, face recognition of an unspecified number of persons is performed, and a registered person is found from the unspecified number of persons. An example is shown in which the collation device 69 in the fourth embodiment of the present invention is used in the system. More specifically, it is assumed that the person who is uncooperating in the registration of the face image, for example, a person like a shoplifting addiction, registers a group of suspicious persons in advance, and includes an unspecified number of general customers This is a system that checks the face of a person who is present and alerts a store clerk when a person registered by the face check is found.
図12において、店舗70には、その店舗70で販売する商品などを陳列した複数の棚72が設置されている。このような店舗70には、商品を購入するために訪れる一般客に、商品を窃盗する万引きと呼ばれるような不正な者も混じっている可能性がある。このため、図12では、店舗70において照合装置69を設置し、照合装置69を用いて顧客の中から万引き常習犯などの不正な者を発見するのに役立てるような一例を示している。
In FIG. 12, a store 70 is provided with a plurality of
このような万引きなどの不正を防止するため、図12における店舗70では、照合装置69の第1の光源装置2および第2の光源装置3を店舗70の壁71に設置している。また、不正な者に照合装置69の設置を気づかれないようにするため、図12では、第1の光源装置2および第2の光源装置3として、壁71に設置した板状のディスプレイのような光源としたような一例を示している。また、第1の光源装置2および第2の光源装置3は、例えば図4で示したような分光分布特性を有しており、ここでは発光色が異なったディスプレイ照明のような形態で壁71の設置されている。また、このような第1の光源装置2および第2の光源装置3であるディスプレイに、店舗70の案内などの文字などが記されていてもよい。また、第1の実施の形態で説明したように、第1の光源装置2および第2の光源装置3のいずれかの光源装置を太陽光や照明光としたり、第1の光源装置2および第2の光源装置3と、例えば蛍光灯などの一般的な照明などの環境照明とを組み合わせたりして、必要とする陰影画像が得られるような照明環境を設定してもよい。
In order to prevent such fraud such as shoplifting, in the store 70 in FIG. 12, the first
さらに、第1の光源装置2と第2の光源装置3との間には、撮影装置1を配置しており、例えば壁71の裏側に照合装置69の本体を配置している。なお、撮影装置1に代えて第1の実施の形態における撮影装置101、あるいは第2の実施の形態における撮影装置100であってもよい。また、照合装置69は、それぞれの構成要素が一体となる必要はなく、図12に示すように、第1の光源装置2、第2の光源装置3および撮影装置1を壁71に取り付けるとともに、撮影装置1から延伸した接続ケーブルなどにより、画像信号を照合装置69の本体に供給するような構成であってもよい。また、不正な者に撮影装置1の存在を気づかれないようにするため、壁71に光を通すような孔を設け、その孔を介して撮影装置1が撮影するような構成としてもよい。
Furthermore, the
また、図12では、店員の近辺などに照合装置69を遠隔操作するための制御装置73を設けた一例を示している。これにより、この制御装置73に対して店員などが操作することにより、その操作に応じて、制御信号が照合装置69に通知されたり、出力部63からの照合結果が制御装置73へと通知される。
FIG. 12 shows an example in which a control device 73 for remotely operating the collation device 69 is provided in the vicinity of a store clerk. Accordingly, when a store clerk or the like operates the control device 73, a control signal is notified to the verification device 69 or a verification result from the
また、図12では、照合装置69において、撮影装置1が記憶部15を備えたような構成としている。これにより、店員などが、制御装置73を用いて、撮影装置1により登録画像群のための画像を取得するように指示すると、登録画像群のための画像が取得され、例えば第1の実施の形態と同様にして登録画像群が作成されて、記憶部15に記憶される。さらに、店員などが、制御装置73を用いて、照合を実行するよう指示すると、比較照合するための入力画像が取得され、例えば図10で説明したような照合処理が実行される。
In FIG. 12, the collation device 69 is configured such that the photographing
図12に示す店舗70では、以上のような利用形態で照合装置69を利用しているため、例えば、不審と思われる者が店舗70に現れた場合、その者が第1の光源装置2および第2の光源装置3の近辺に接近したとき、店員などが制御装置73を操作することで、その者の登録画像群を作成することができる。特に、第1の光源装置2と第2の光源装置3とは、単に、発光色が異なったディスプレイ照明のような構成であるため、不審と思われる者の登録画像群をその者に気づかれることなく作成することができる。このように、照合装置69を利用して、例えば、不審者リストとするような登録画像群を作成することができる。
In the store 70 shown in FIG. 12, since the collation device 69 is used in the above-described usage pattern, for example, when a person who appears to be suspicious appears in the store 70, the person is in charge of the first
一方、例えば、撮影装置1を設置した近辺に人物が接近したとき、撮影装置1がこの人物を撮影し、照合装置69による照合処理が自動的に動作するように構成しておく。例えば、人物の接近を感知するようなセンサを利用し、このセンサが人物を感知したとき、照合装置69が動作するように構成することで、このような自動動作を実現できる。照合装置69をこのように構成し、例えば、照合装置69の照合結果として、照合処理を行った者が登録画像群に登録された者と一致したとき、照合装置69から制御装置73に対して、登録者が検出されたとするような情報を通知する。
On the other hand, for example, when a person approaches the vicinity where the photographing
図12に示すような店舗70において、照合装置69が以上のような動作を行うことにより、登録画像群としてあらかじめ登録しておいた不審と思われた者が、再びその店舗70に現れたとき、上述したような照合装置69の照合機能により、登録しておいた不審と思われた者が再び現れたとするような情報を店員などに通知することができる。これにより、店員などは不審と思われた者に対する注意をはらうことができ、万引きのような窃盗の防止に役立てることが可能となる。 In the store 70 as shown in FIG. 12, when the person who seems to be suspicious and registered in advance as a registered image group appears again in the store 70 by the operation of the verification device 69 as described above. The collation function of the collation device 69 as described above can notify a store clerk or the like of information that the registered person who seems to be suspicious appears again. As a result, the store clerk and the like can pay attention to those who seem to be suspicious and can help prevent theft such as shoplifting.
一般的に、万引きのような不正な者を監視する目的で、例えば書店などのような店舗70では、防犯カメラなどを設置し、不正な者による窃盗などの防止を図っているが、以上説明したように、本発明の第4の実施の形態における照合装置69を利用することで、例えば防犯カメラにより記録された画像の人物を一人ひとり確認することなく、不正な者が現れた場合にはその旨の情報を通知できる。このため、図12に示したような店舗70における万引きのような不正行為を防止する効果をより高めることができる。特に、本発明の第4の実施の形態における照合装置69は、不正な者に気づかれないような構成であり、かつ短時間に複数の互いに異なる陰影を有する登録画像群や入力画像群を取得できるため、例えば上述したような不正な者の発見の精度向上と短期発見とを実現でき、より効果的に不正防止などに役立てることも可能である。 In general, for the purpose of monitoring an unauthorized person such as shoplifting, for example, in a store 70 such as a bookstore, a security camera is installed to prevent theft by an unauthorized person. As described above, by using the collation device 69 according to the fourth embodiment of the present invention, for example, when an unauthorized person appears without checking each person in the image recorded by the security camera, Information to this effect can be notified. For this reason, the effect which prevents fraud like shoplifting in the store 70 as shown in FIG. 12 can be heightened more. In particular, the collation device 69 according to the fourth embodiment of the present invention is configured not to be noticed by an unauthorized person, and acquires a plurality of registered image groups and input image groups having different shades in a short time. Therefore, for example, the above-described improvement in accuracy and short-term discovery of unauthorized persons as described above can be realized, and it can be used for preventing fraud more effectively.
また、以上、本発明の第4の実施の形態における照合装置69を不正防止のために利用するような一例を挙げて説明したが、このような利用に限定されず、例えば、セキュリティエリアへの通行を制御するような通行制御システムなどに利用することで、被写体であるユーザに対しての圧迫感や違和感をより抑制した照合装置を実現することができる。 In the above, an example has been described in which the collation device 69 according to the fourth embodiment of the present invention is used for preventing fraud. However, the present invention is not limited to such use. By using it in a traffic control system that controls traffic, it is possible to realize a collation device that further suppresses the feeling of pressure and discomfort for the user who is the subject.
以上述べたように、本発明によれば、簡易な装置構成で、被写体に対して圧迫感を与えず、自然に登録画像群を撮影することができるという優れた効果を有するので、主に被写体の顔画像を用いて、被写体の個人認証を行う照合装置、さらに詳しくは、照合装置の登録画像群を撮影する撮影システム、撮影装置およびそれを用いた照合装置ならびに撮影方法などとして有用である。 As described above, according to the present invention, it has an excellent effect that a registered image group can be taken naturally without giving a feeling of pressure to the subject with a simple device configuration. It is useful as a collation device that performs personal authentication of a subject using the face image of the subject, and more specifically, as a photographing system, a photographing device, a collation device using the photographing device, and a photographing method for photographing a registered image group of the collating device.
1,100,101 撮影装置
2 第1の光源装置
3 第2の光源装置
10 撮影システム
11 光学系
12,120 撮影部
13 撮影制御部
14 画像処理部
15 記憶部
16 波長選択部
17 切替制御部
18,64 画像選択部
30 被写体
50 登録画像群
51〜55 登録画像
60,69 照合装置
61 入力部
62 照合部
63 出力部
70 店舗
71 壁
72 棚
73 制御装置
121 カラー撮像素子
1, 100, 101
Claims (13)
前記第1の分光分布とは異なる第2の分光分布を有する光線を前記被写体に照射する第2の光源装置と、
選択された波長分布の光線を透過させる波長選択部を有し、前記第1の光源装置および前記第2の光源装置によって照射された状態の前記被写体を、前記波長選択部によって選択する波長分布を異ならせて複数撮影することにより、前記被写体の互いに陰影の異なる複数の画像を取得するための撮影装置とを備えたことを特徴とする撮影システム。 A first light source device that irradiates a subject with a light beam having a first spectral distribution;
A second light source device that irradiates the subject with a light beam having a second spectral distribution different from the first spectral distribution;
A wavelength distribution unit that transmits a light beam having a selected wavelength distribution, and the wavelength selection unit selects the object irradiated by the first light source device and the second light source device by the wavelength selection unit; An imaging system comprising: an imaging device for acquiring a plurality of images having different shadows from each other by imaging a plurality of different subjects.
前記波長選択部によって選択する波長分布を異ならせて複数撮影することにより、前記被写体の互いに陰影の異なる複数の画像を取得する撮影部を備えたことを特徴とする撮影装置。 A first light source device that includes a wavelength selection unit that transmits light of the selected wavelength distribution and that irradiates the subject with light having the first spectral distribution; and a second spectrum different from the first spectral distribution The subject in a state of being irradiated by a second light source device that irradiates the subject with a light beam having a distribution,
An imaging apparatus comprising: an imaging unit that acquires a plurality of images with different shadows of the subject by imaging a plurality of different wavelength distributions selected by the wavelength selection unit.
撮影した前記被写体の互いに陰影の異なる複数の画像から、所定の基準に応じた画像を選択する画像選択部と、
前記選択した画像を記憶する記憶部とを備えたことを特徴とする請求項8に記載の撮影装置。 The imaging device further includes:
An image selection unit that selects an image according to a predetermined reference from a plurality of images of the photographed subject having different shadows;
The photographing apparatus according to claim 8, further comprising a storage unit that stores the selected image.
前記撮影装置で撮影された前記被写体の互いに陰影の異なる複数の画像を登録画像群として記憶する記憶部と、
照合されるべき画像が入力される入力部と、
前記入力部から入力された前記照合されるべき画像と、前記記憶部に記憶された前記登録画像群とを比較照合する照合部とを備えたことを特徴とする照合装置。 An imaging device according to claim 8;
A storage unit that stores, as a registered image group, a plurality of images having different shadows of the subject imaged by the imaging device;
An input unit for inputting an image to be verified;
A collation apparatus comprising: a collation unit that compares and collates the image to be collated input from the input unit and the registered image group stored in the storage unit.
前記被写体の互いに陰影の異なる複数の画像を登録画像群として記憶する記憶部と、
前記撮影装置で撮影された照合されるべき画像が入力される入力部と、
前記入力部から入力された前記照合されるべき画像と、前記記憶部に記憶された前記登録画像群とを比較照合する照合部とを備えたことを特徴とする照合装置。 An imaging device according to claim 8;
A storage unit that stores a plurality of images of the subject with different shadows as a registered image group;
An input unit to which an image to be collated photographed by the photographing device is input;
A collation apparatus comprising: a collation unit that compares and collates the image to be collated input from the input unit and the registered image group stored in the storage unit.
前記撮影装置が、前記第1の光源装置および前記第2の光源装置によって照射された状態の前記被写体を、波長分布を異ならせて複数撮影することにより、前記被写体の互いに陰影の異なる複数の画像を撮影するステップを備えたことを特徴とする被写体の撮影方法。 A first light source device that irradiates a subject with a light beam having a first spectral distribution; a second light source device that irradiates the subject with a light beam having a second spectral distribution different from the first spectral distribution; A method for photographing a subject using a photographing system including a photographing device,
The imaging device captures a plurality of images of the subject that are irradiated by the first light source device and the second light source device with different wavelength distributions, whereby a plurality of images of the subject having different shadows are captured. A method for photographing a subject, comprising: a step of photographing.
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2006
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